奈米微粒修復受損表面，快又有效！
- 上線日期：2012/2/13 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
美國科學家研發出一種內填奈米微粒溶液的油滴微膠囊(oil-based microcapsule)，可用來修復受損的奈米表面，作法是讓微膠囊滑過表面，微膠囊會在裂縫或缺陷處停止並釋出奈米微粒進行修補，然後繼續前進尋找下一個缺陷。對於僅有一小部分的表面受損的情況，採用此技術修補可避免全面性的鍍膜，因此在工業界及學術界皆有實際應用價值。此外，利用此技術在特定區域鍍上感知材料，還能精確探測受損的表面位置。
這項研究工作是由麻州大學及匹茲堡大學聯手完成，起點是匹茲堡的Anna Balazs的理論模擬，她的研究結果預測裝填奈米微粒的某種微膠囊可用來探測表面，並釋放奈米微粒進入特定區域。此概念特別適合應用在受損的表面，因為受損表面的形貌、濕潤性、表面粗糙度及化學功能性往往呈現截然不同的特性。此「行進修復」(repair-and-go)的概念靈感源於生物體中的白血球，醫學中的癌症藥物也具有類似行為。
研究人員以油滴為膠囊來封裝硒化鎘奈米微粒，並利用聚合物界面活性劑使油滴穩定在水中，膠囊的厚度非常薄，約等於奈米微粒的直徑。他們發現膠囊會在表面滾動或滑行，由於奈米微粒與裂縫間具有疏水-疏水性交互作用(hydrophobic-hydrophobic interaction)，膠囊遭遇受損表面或裂縫時便會將奈米微粒釋出並覆蓋受損區域進行修補，而硒化鎘的螢光性還有方便追蹤的優點。
麻州大學的Todd Emrick表示，這項研究具有許多實用價值，例如，可大量減少修補物體表面所需之材料，因為不再需要對全部表面重新鍍膜。另外，若利用此技術在所欲觀測區域鍍上感知材料，也可以用來準確偵測受損基板。這種快速有效修補鍍膜的技術可望應用於飛機機翼、微電子元件及生物移植體等。該研究團隊目前計畫以不同組成的奈米微粒來觀察物體修補後機械性質的恢復情況。詳見Nature Nanotechnology (2012)｜DOI: 10.1038/nnano.2011.235。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/48256
譯者:劉家銘(逢甲大學光電學系)
責任編輯:蔡雅芝
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